Fabrication de matrices de microlentilles asphériques de grande taille et de haute précision

Fabrication de matrices de microlentilles asphériques de grande taille et de haute précision

a, Dans cet exemple d’image, B(x, y) est le faisceau gaussien, E(x, y) est la dose d’exposition échantillonnée par structure. Le motif du ciel I(x, y) convoluant B(x, y) et E(x, y). Enfin, l’effet de résistance est décrit par la fonction sigmoïde différentiable et le modèle de simulation D(x,y) est approximé par Sigmoid(I(x,y)). bc) Illustration schématique du profil AMLA b, avant et (c) après OPC, où les lignes noires, rouges et bleues représentent respectivement le profil cible, le profil de simulation et le profil expérimental d’AMLA. Crédit : Shiyi Luan, Fei Peng, Guoxing Zheng, Chengqun Gui, Yi Song et Sheng Liu

En tant que structure composée de réseaux bidimensionnels de lentilles à micro-échelle, le réseau de micro-lentilles (MLA) a attiré l’attention du monde universitaire et de l’industrie pour ses propriétés optiques distinctives et ses nombreuses applications. Récemment, MLA est progressivement entré dans divers domaines d’application, tels que la détection de front d’onde, l’affichage de réalité virtuelle/réalité augmentée, la mise en forme de faisceau, l’imagerie à angle de vue micro/large, la caméra à champ lumineux, la communication optique et de nombreuses autres applications émergentes.


Avec les approches de fabrication MLA traditionnelles, telles que la refusion à chaud, le jet d’encre et auto-assemblage, il est difficile de fabriquer directement un réseau de microlentilles asphériques (AMLA) avec un agencement et un profil souhaités, qui déterminent les performances optiques de l’AMLA. Pendant ce temps, des inconvénients tels que les débris causés par l’écriture descendante, les problèmes de contrôle de la topographie et la complexité des processus empêchent ces méthodes d’être largement commercialisées.

Dans un nouvel article publié dans Lumière : fabrication avancéeune équipe de scientifiques, dirigée par le professeur Chengqun Gui du State Key Laboratory of Advanced Lithography, The Institute of Technological Sciences, Wuhan University, Wuhan, et ses collègues a démontré la fabrication et la caractérisation de l’AMLA par l’exposition à faisceau unique DLWL, qui peut répondre à les exigences élevées en matière de performances optiques.

Pour vérifier le profil, une méthode d’optimisation a été utilisée dans notre étude pour réduire l’écart du profil AMLA par rapport à celui souhaité. Des sources lumineuses parallèles et diffusées ont été utilisées pour tester les différentes performances optiques de l’AMLA, et les résultats correspondent bien à notre conception. En raison de la grande flexibilité de notre approche, AMLA avec différents facteurs de remplissage et un AMLA hors axe peut également être facilement fabriqué avec la photolithographie en une étape. Enfin, un affichage stéréoscopique automatique à couche mince flexible a été réalisé en utilisant la technologie ci-dessus, qui démontre une nouvelle manière de fournir un affichage holographique flexible à faible coût.

Fabrication de matrices de microlentilles asphériques de grande taille et de haute précision

a, Schéma de principe d’un MLA hors axe. b, topographie tridimensionnelle d’un MLA hors axe fabriqué. c, Réseaux de spots focalisés capturés expérimentalement avec la longueur d’onde opérationnelle de 635 nm. d, MLA hors axe caractérisé via le SEM. ef, images SEM en vues partielles des MLA avec des facteurs de remplissage de 90,7 % et 100 %. Crédit : Shiyi Luan, Fei Peng, Guoxing Zheng, Chengqun Gui, Yi Song et Sheng Liu

Par rapport aux méthodes de fabrication MLA traditionnelles, cette technologie de photolithographie avancée est la grande flexibilité de conception, qui peut considérablement améliorer les performances de nombreux dispositifs fonctionnels basés sur MLA. Ces scientifiques résument les avantages et les possibilités d’application de cette technologie de photolithographie avancée :

“Nous montrons l’AMLA avec des dimensions de 30 × 30 mm2 peut être fabriqué en 8 h 36 min, ce qui correspond à une vitesse d’écriture supérieure à 100 mm2/h. En fait, nous pouvons fabriquer des MLA avec une surface supérieure à 500 × 500 mm2Pendant ce temps, le profil de l’AMLA fabriqué a été optimisé avec succès via une correction de proximité optique tridimensionnelle (écart de profil relatif jusqu’à 0,28 %) et la rugosité de surface était en moyenne inférieure à 6 nm.

“Il a de nombreuses applications, telles qu’un façonneur de faisceau laser et un capteur de front d’onde. Par exemple, pour réaliser un façonneur de faisceau de forme libre, les microlentilles d’un MLA doivent être alignées de manière irrégulière (c’est-à-dire que les réseaux de points focalisés sont distribués de manière aléatoire), ce qui, pour d’autres approches, nécessite un masque complexe en niveaux de gris.Avec l’utilisation de la technologie de lithographie à écriture directe laser avec un degré élevé de liberté de fabrication, nous pouvons fabriquer directement un MLA hors axe pour générer des réseaux de points irréguliers sans avoir besoin d’un gris complexe -masque à l’échelle.” ils ont ajouté.

“La méthode de fabrication AMLA proposée basée sur la lithographie à écriture laser directe peut non seulement réduire la difficulté de fabriquer des MLA morphologiques complexes, mais aussi être très adaptée à la production industrielle. Elle peut réduire le coût de préparation des dispositifs composés de microlentilles, tels que les endoscopes. , détecteurs infrarouges, écrans holographiques, coupleurs optiques, etc. Par conséquent, cela aurait un grand impact sur la traitement médicalsauvetage, communications optiques, militaire et de nombreux autres domaines connexes », ont déclaré les scientifiques.


Méthode de fabrication simple et peu coûteuse prête à étendre les applications de microlentilles


Plus d’information:
Shiyi Luan et al, Fabrication à grande vitesse, de grande surface et de haute précision d’un réseau de microlentilles asphériques basé sur la lithographie d’écriture laser directe 12 bits, Lumière : fabrication avancée (2022). DOI : 10.37188/lam.2022.047

Devis: Fabrication de grande et haute précision d’un réseau de microlentilles asphériques (2022, 22 septembre) récupéré le 22 septembre 2022 sur

Ce document est protégé par copyright. En dehors de l’utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche personnelle, rien ne peut être reproduit sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre informatif uniquement.

Leave a Reply

Your email address will not be published.